畢業(yè)設(shè)計(jì)基于PROE的家庭型手稱外殼上蓋注射模具設(shè)計(jì)

1、 襄襄 樊樊 學(xué)學(xué) 院院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)正文題題 目目基于基于 pro/e 的家庭型手稱外殼上蓋的家庭型手稱外殼上蓋注射模具設(shè)計(jì)注射模具設(shè)計(jì)專專 業(yè)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班班 級(jí)級(jí)機(jī)制機(jī)制 0412姓姓 名名宋利強(qiáng)宋利強(qiáng)學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)04516102指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師職職 稱稱張俊張俊 教授教授2008 年 6 月 3 日i裝訂線基于基于 pro/epro/e 的家庭型手稱外殼上蓋注射模具設(shè)計(jì)的家庭型手稱外殼上蓋注射模具設(shè)計(jì)摘摘 要要：pro/e3.0 是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、最流行的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件之一。本文運(yùn)用其專業(yè)注塑模模塊 emx4.1 完完整整地設(shè)計(jì)出了一套手稱外殼上蓋模具

2、。本文結(jié)合大學(xué)所學(xué)知識(shí)，運(yùn)用先進(jìn)軟件，將模具設(shè)計(jì)的過程貫穿全文，包括材料和塑件的分析、注射機(jī)的選擇、分型面的創(chuàng)建、成形零件的設(shè)計(jì)、模架的添加、澆口的設(shè)計(jì)以及頂出裝置的設(shè)計(jì)等等。在整套模具設(shè)計(jì)完成之后，作者對(duì)模具工作的整個(gè)過程進(jìn)行了文字性的描述。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：pro/e；手稱外殼上蓋；注塑模；分型面；emx4.1ii裝訂線based on pro / e said the family hand-shell moldinjection site designabstract：the pro/e3.0 is one of the most advanced and the most popula

3、r industrial design of in the world in the nowadays software .this text having designed out a set of hand said shell shelters mold completely by its specialized produce plastic articles by injection moulding model module which called emx4.1. the text combines the knowledge studied of the university

4、and use the advanced software to run through the design course of the mould the full text. including analysis material and moulding, choice the injecting machine, create parting surface, design forming part, add mould shelf, design gate and the device of carry out and so on. after all design of the

5、mold, the author gives a written description for the entire process of the mold.keywords: pro/e； hand said shell shelters；injection mold；sub-surface；emx4.1.iii裝訂線手稱外殼上蓋的模架爆炸圖手稱外殼上蓋的模架爆炸圖iv裝訂線目錄目錄1 1 緒論緒論 .1 1 1.1 塑膠模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) .1 1.2 注射成型簡介 .2 1.3 本模具設(shè)計(jì)的要領(lǐng) .3 1.4 本章小結(jié) .32 2 工藝性分析工藝性分析 .4 42.1 家庭型手稱上蓋的使

6、用材料及工藝特性分析 .42.2 家庭型手稱上蓋外殼結(jié)構(gòu)工藝性分析 .4 2.3 本章小結(jié) .53 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .6 6 3.1 家庭型手稱上蓋分型面的設(shè)計(jì) .63.1.1 分型面的選擇原則 .63.1.2 分型面的確定 .63.2 家庭型手稱上蓋的型腔數(shù)量確定 .73.3 成形零件的設(shè)計(jì) .73.3.1 成形零件應(yīng)具備的性能 .73.3.2 成形零件的結(jié)構(gòu)選擇 .83.3.3 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 .83.4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .103.4.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 .103.4.2 脫模力和強(qiáng)度計(jì)算 .103.4.3 頂桿的設(shè)計(jì) .123.5 模架的設(shè)計(jì) .123.6

7、 注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核 .123.6.1 注射機(jī)的選擇 .123.6.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 .133.7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .143.7.1 澆注系統(tǒng)的形式選擇 .143.7.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .153.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .163.8.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 .163.8.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 .173.8.3 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 .173.8.4 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 .183.9 模具排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .193.10 本章小結(jié) .204 4 基于基于 pro/epro/e 軟件的模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的模具三維實(shí)體設(shè)計(jì) .21214.1 手稱上蓋零件的設(shè)計(jì) .214.

8、2 手稱上蓋模仁的設(shè)計(jì).214.2.1 零件的定位.214.2.2 收縮率的設(shè)置 .224.2.3 增加毛坯工件 .224.2.4 分型面的創(chuàng)建 .234.2.5 分割體積塊 .24v裝訂線4.2.6 創(chuàng)建澆注系統(tǒng) .244.3 模架的創(chuàng)建 .254.3.1 選擇模架 .254.3.2 創(chuàng)建冷卻系統(tǒng) .264.3.3 創(chuàng)建頂桿 .274.3.4 裝配模架元件 .274.4 創(chuàng)建模架工程圖 .284.5 本章小結(jié) .285 5 本文總結(jié)本文總結(jié) .2929參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).3030附附 錄錄.3131致致 謝謝.3232襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 1 -1 1 緒論緒論1.11.1

9、 塑膠模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)塑膠模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低不僅是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，而且在很大程度上決定著這個(gè)國家的產(chǎn)品質(zhì)量、效益及新產(chǎn)品開發(fā)能力。過去在我過工業(yè)中，模具長期未受重視。改革開放以來，塑料成形、家用電器、儀表、摩托車、汽車等行業(yè)進(jìn)入大批量生產(chǎn)，模具有一定的發(fā)展，但仍很落后，每年進(jìn)口模具數(shù)量很大。除模具本身以外，使用模具的設(shè)備如高效多工位模壓設(shè)備，現(xiàn)代化的鍛壓設(shè)備，大型塑料成型設(shè)備以及供應(yīng)高效沖壓用的卷料設(shè)備仍落后于需要。由于歷史原因遺留下來的工廠大而全，專業(yè)化程度落后，對(duì)這類企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象仍需做很大的調(diào)整。80 年代以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之

10、配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為 13%,1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億,至 2000 年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 260-270 億元,其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場(chǎng)中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。 現(xiàn)在我國正處在快速發(fā)展的步伐中，各個(gè)方面的發(fā)展都很快，人民生活需求也日

11、益增加，特別是家庭生活用品、家用電器、摩托車、汽車等行業(yè)的發(fā)展很快，對(duì)塑料模具的要求也日益增加，特別是沿海一帶，模具工業(yè)已有一定的發(fā)展，但仍然滿足不了要求，需要模具方面的人才 ，因此對(duì)模具的研究有很廣闊的前景。在制造技術(shù)方面,cad/cam/cae 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階,以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表,陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 cad/cam 系統(tǒng),如美國 parametric technology 公司的pro/engineer、以色列公司的 cimatron 及澳大利亞 moldflow 公司的 mpa 塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn),雖花費(fèi)了大量資金,但在我國模具行業(yè)中實(shí)現(xiàn)了ca

12、d/cam 的集成,并能支持 cae 技術(shù)對(duì)成型過程,如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具 cad/cam 技術(shù)的發(fā)展。近年來,我國自主開發(fā)的塑料模 cad/cam 系統(tǒng)有了很大發(fā)展,主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 caxa 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 hsc5.0 系統(tǒng)及 cae 軟件等,這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn),為進(jìn)一步普及模具襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 2 -cad/cam 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的發(fā)展趨勢(shì)：在模具的質(zhì)

13、量、交貨周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位；大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā)，變被動(dòng)為主動(dòng)；隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)；模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會(huì)中，作為一個(gè)高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 cad/cam 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。1.21.2 注射成型簡介注射成型簡介注射成型技術(shù)是根據(jù)壓鑄原理而發(fā)展起來的，是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，是

14、塑料成型的一種重要的方法。注射成型是間歇操作，成型周期短，而且可成型帶有他種材料的嵌件制品，其工藝原理是將顆粒狀的塑料至于塑料注射成型機(jī)的料筒內(nèi)加熱使之塑化、熔融成流動(dòng)狀態(tài)后，通過注射機(jī)的柱塞或螺桿施壓，使粘流態(tài)塑料以很高的壓力和較快的速度，從料筒末端的噴嘴注射到所需制品形狀的閉合模具的型腔內(nèi)，經(jīng)一定時(shí)間的定型后而取出制品。注射成型是依靠注射機(jī)和注射模具來完成的。一般注射機(jī)由四部分組成：注射部分、合模部分、傳動(dòng)部分、控制部分。注射部分是注射機(jī)最重要的組成部分，它的作用是使塑料塑化，并達(dá)到理想的流動(dòng)狀態(tài)，而后以高壓快速注射入成型模具。合模部分是為了保證注射模具可靠的閉合和實(shí)現(xiàn)模具的啟閉取出制品的

15、部件。其他部件也是為了保證注射操作順利進(jìn)行的部件。注塑成型的原理：利用塑膠的熱可塑性，先將塑膠原料經(jīng)螺桿旋轉(zhuǎn)摩擦生熱和料管電熱之輔助而溶解，使之成流體狀態(tài)，再經(jīng)注射壓力注入到設(shè)計(jì)好的模型穴內(nèi)，經(jīng)冷卻后取出而成各種形狀之成型品。注射成型工藝過程：注射成型是一個(gè)循環(huán)過程，其周期包括：定量加料加熱塑化施壓注射充模保壓定型啟模取件等過程。實(shí)質(zhì)上最重要的是塑化、注射與模塑成型等三個(gè)工藝。注射成型工藝條件：首先是溫度，注射成型過程需要控制的溫度有料筒溫度、模具溫度、噴嘴溫度。料筒和噴嘴的溫度決定熔體溫度。其次是壓力，注射過程的壓力包括塑料塑化壓力和注射壓力它們關(guān)系到塑料的塑化和模具成型的質(zhì)量。塑化壓力即背

16、壓，其大小是隨螺桿的設(shè)計(jì)、注射機(jī)的種類及塑料的特征的不同而異；注射壓力即熔體注射襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 3 -入模的壓力，其所起的作用是克服塑料熔體從料筒向模具型腔的流動(dòng)阻力，排除塑料中的氣體并使之壓實(shí)，給熔體充模以一定的速度。還有就是時(shí)間，即完成一次注射成型過程所需時(shí)間又稱為成型周期。1.31.3 本模具設(shè)計(jì)的要領(lǐng)本模具設(shè)計(jì)的要領(lǐng)本次模具設(shè)計(jì)的題目是基于 pro/e 的家庭型手稱外殼上蓋注射模具設(shè)計(jì)。本模具結(jié)構(gòu)較為簡單，形狀也不復(fù)雜，沒有抽芯機(jī)構(gòu)，但是因?yàn)楸诒?，為了分模時(shí)受力均勻，不破壞零件，頂桿應(yīng)設(shè)計(jì)的較多，同時(shí)澆口位置的選擇也應(yīng)該比較謹(jǐn)慎，這些在后面的論文中會(huì)做詳細(xì)的講

17、解。1.41.4 本章小結(jié)本章小結(jié)本章主要介紹了模具的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，尤其是中國在模具方面發(fā)展的現(xiàn)狀；介紹了注射成型工藝的基本流程和原理以及本模具設(shè)計(jì)的要領(lǐng)。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 4 -2 2 工藝性分析工藝性分析2.12.1 家庭型手稱上蓋的使用材料及工藝特性分析家庭型手稱上蓋的使用材料及工藝特性分析此手稱外殼上蓋所用材料為abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物） 。abs無毒、無味，呈微黃色，成形的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm ,屬于熱塑性材3料，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，成型性能好（收縮率為0.4%0.6%） ，流動(dòng)性中等，流動(dòng)性隨著溫度的升

18、高而增大，適合注射成型。abs在升溫時(shí)粘度增高，成形壓力較高；易吸水，成形加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。沖擊韌度，力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性，耐化學(xué)性，電性能良好，易于成形和機(jī)械加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆，所以保存應(yīng)避免陽光直射。1、abs材料的成形特點(diǎn)（1） 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%,必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。（2） 流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右。（3） 注射成形時(shí)宜采用高料溫，模溫對(duì)物理性能的影響較大，料

19、溫過高易分解。分解溫度是250，對(duì)要求精度較高的塑件，模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080。（4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)，要注意選擇澆注系統(tǒng)進(jìn)料口位置、形式。頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡，此時(shí)將塑件加熱即可消除。脫模斜度宜取2以上。2、abs材料的成形工藝abs材料的吸水率為0.2%0.4%；物料要經(jīng)過48h的預(yù)熱干燥，干燥溫度為8085；注射機(jī)料筒的加熱溫度分別為后段150170，中段165180，前段180200，噴嘴溫度為170180。成型時(shí)的注射壓力為60100 mp ；注射時(shí)a間在2090s，高壓時(shí)間5s左右，冷卻時(shí)間20120s；螺桿轉(zhuǎn)速在30r/min。2.2

20、2.2 家庭型手稱上蓋外殼結(jié)構(gòu)工藝性分析家庭型手稱上蓋外殼結(jié)構(gòu)工藝性分析此外殼用于手稱的上蓋。其尺寸不大，其模具屬于小型模具。因?yàn)槭址Q的上蓋要與下蓋有配合，所以此上蓋尺寸精度要求高，并且外表不能有任何缺陷。結(jié)合以襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 5 -上特點(diǎn)，該模具采用一模兩腔的形式。該手稱外殼上蓋外形對(duì)稱，壁厚圴勻，結(jié)構(gòu)較為簡單。其中有兩個(gè)通孔，在做分型面的時(shí)候要填充。如圖 1。 圖圖 1 1 手稱外殼上蓋手稱外殼上蓋2.32.3 本章小結(jié)本章小結(jié)本章主要介紹手稱外殼上蓋的材料 abs 的成形特點(diǎn)和成形工藝；介紹了蓋零件的特點(diǎn)和其結(jié)構(gòu)的工藝性分析。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂

21、線- 6 -3 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.13.1 家庭型手稱上蓋分型面的設(shè)計(jì)家庭型手稱上蓋分型面的設(shè)計(jì)模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。分型面的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到塑件的質(zhì)量；模具的整體結(jié)構(gòu)；工藝操作的難易程度及模具的制造成本。3.1.13.1.1 分型面的選擇原則分型面的選擇原則1）分型面應(yīng)選擇在塑件外型的最大輪廓處，只有這樣才能使塑件從模具中順利地脫模。2）分型面的選擇應(yīng)考慮有利于塑件的脫模，一般模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，模具開模后塑件應(yīng)該停留在動(dòng)模一邊，以便塑件順利脫模。3）分型面的選擇要保證塑件的精度要求，塑件光滑的表面不應(yīng)設(shè)計(jì)成分型面，以避免影響

22、外觀質(zhì)量；塑件中要求同軸度的部分要放到分型面的同一側(cè)，以保證塑件同軸度的要求。4）分型面的選擇還應(yīng)考慮模具的側(cè)向抽拔距，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于開合模的方向，將小抽拔距作為側(cè)向分型或抽芯。5）分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流動(dòng)末端，以利于模具型腔內(nèi)氣體的排出。6）選擇分型面時(shí)應(yīng)使模具零件易于加工，減小機(jī)加工的難度，要使模具加工工藝最簡單。3.1.23.1.2 分型面的確定分型面的確定此手稱上蓋的后端面是整個(gè)零件的最大輪廓處。后端面沒有倒圓角且為一個(gè)平面，選擇此面座位分型面能有利于脫模和保證塑件的精度，保證型腔內(nèi)氣體的排出。所以選擇手稱上蓋的后端面作為分型

23、面。如圖 2 所示：襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 7 -圖圖 2 2 手稱上蓋分型面的確定手稱上蓋分型面的確定3.23.2 家庭型手稱上蓋的型腔數(shù)量確定家庭型手稱上蓋的型腔數(shù)量確定此外殼用于手稱的上蓋。其尺寸不大，其模具屬于小型模具。因?yàn)槭址Q的上蓋要與下蓋有配合，所以此上蓋尺寸精度要求高，并且外表不能有任何缺陷。結(jié)合以上特點(diǎn)，該模具采用一模兩腔的形式。如圖 3 所示：圖圖 3 3 型腔放置方式型腔放置方式3.33.3 成形零件的設(shè)計(jì)成形零件的設(shè)計(jì)3.3.13.3.1 成形零件應(yīng)具備的性能成形零件應(yīng)具備的性能由于成形零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且要承受一定的拉力，所以必須具備以下

24、性能：襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 8 - 1）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓。2）具有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的磨擦和磨損。3）具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能。4）成形部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。3.3.23.3.2 成形零件的結(jié)構(gòu)選擇成形零件的結(jié)構(gòu)選擇型腔結(jié)構(gòu)有：整體式、整體嵌入式、鑲嵌式、四壁拼合式、拼塊式。型芯結(jié)構(gòu)有：整體式、鑲嵌式和組合式。由于采用一模兩腔，為了節(jié)省材料和維修方便，保證良好的形狀和尺寸精度，型腔和型芯都使用整體嵌入式。3.3.33.3.3 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算塑料模具是在一定溫度和一定壓力下

25、工作的，模具型腔受到塑料熔體壓力的作用，必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，就可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不夠產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑料件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)該通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算確定型腔的壁厚和底板的厚度。它的計(jì)算方法很多，這里以塑料的收縮率為基準(zhǔn)的計(jì)算方法。abs 的收縮率范圍為 0.4%0.6%。我們計(jì)算取 0.5%。模具型腔尺寸計(jì)算的基本公式： 3-1(1)absa室溫下模具成形零件的工作尺寸（mm）b室溫下塑件的直線尺寸（mm）s塑件收縮率所以 a=1.005b。通過測(cè)量，可以得到計(jì)算結(jié)果：型腔長邊尺寸：a1=124m

26、m1.005=124.62mm型腔短邊尺寸：a2=73mm1.005=73.365mm型腔側(cè)壁高度: a3=8.2mm1.005=8.241mm型腔側(cè)壁所受的壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最大壓力為準(zhǔn)，由于該手稱外殼上蓋的壁薄，有可能會(huì)由于剛度不足而彎曲變形，應(yīng)按剛度計(jì)算。并且型腔的橫截面大致形狀為矩形，所以用整體式矩形型腔計(jì)算公式計(jì)算。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 9 - s= 3-2 143ca pe 13ca pae式中 s 為型腔側(cè)壁厚度（mm） ；a 為型腔側(cè)壁受壓高度（mm） ；p 為型腔壓力（mp ） ；ae 為模具材料的彈性模量（mp ） ；為任一自由邊中點(diǎn)的允許變形量（mm）

27、 ；c 為a 常數(shù)，由 l/a 的數(shù)值確定，可由以下近似公式計(jì)算。 c= 3-3443( / )2( / )96l al a 式中 l 為型腔長邊長度（mm） ；a 為型腔側(cè)壁受壓高度（mm） 。型腔側(cè)壁厚度計(jì)算：型腔長邊長度 l=124.62mm，型腔側(cè)壁受壓高度 a=8.241mm；經(jīng)過計(jì)算得c=1.498；型腔壓力 p=35mp ；彈性模量 e 取 2.110 mp ；=25i,而a5a i=0.35w +0.001w=0.35124.62 +0.001124.62=1.0427m(w 為型腔最長邊)，所1515以=251.0427m =26.0681m=0.026mm 所以型腔側(cè)壁厚度

28、 s=8.241=3.56mm1351.498 8.241 352.1 100.026 整體式矩形型腔底板厚度計(jì)算公式為 h= 3-4 1143300c pbc pbbee式中 h 為整體式矩形型腔底板厚度（mm） ；p 為型腔壓力（mp ） ；b 為矩形板受力短a邊長度（mm） ；l 為矩形板受力長邊長度（mm） ；e 為模具材料的彈性模量（mp ） ；a為允許變形量，由塑件高度公差決定；c 由 l/b 決定的常數(shù)，可由近似公式計(jì)算 0 c = 3-5044/32/1l bl b型腔底板厚度計(jì)算：長邊長度 l=124.62mm，短邊長度 b=73.365mm,所以 c =1.704/321.

29、704+10=0.0279；e 為 2.06；型腔壓力 p 為 35 mp ；510ampa襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 10 -所以型腔底板厚度為 h=73.365=17.42mm1350.0279 35 73.3652.1 100.026 因?yàn)檫x用一模兩腔的布局，要考慮到零件間距，即分流道的長度。兩零件間距暫定 20mm，型腔側(cè)壁厚度取 15mm，底板高度取 14mm。鑲嵌體長邊尺寸l=273.365mm+20mm+15mm+15mm=196.7mm，短邊尺寸d=124.62mm+12mm+12mm=148.62mm，高度尺寸 h=8.241mm+3.56mm+14mm=25.

30、801mm。為了便于加工，將這些尺寸圓整為整數(shù)，取長邊尺寸 l=200mm，短邊尺寸 d=150mm。為使整個(gè)鑲嵌體的側(cè)壁保持對(duì)稱，將高度調(diào)整為 h=36mm。這樣，型腔嵌件最終尺寸得到確定。3.43.4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.4.13.4.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則每次注射模在注射機(jī)上合模注射結(jié)束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出，完成推出脫模的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的頂桿或液壓缸來完成的。 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量，因此，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)十分重

31、要的環(huán)節(jié)。它由一系列推出零部件和輔助零部件組成，可以具有不同的推出動(dòng)作。其作用是將冷卻固化后的成形制品從模具中取出，最理想的情況是模具開啟后，制品由自身重力作用而從型腔上脫落。事實(shí)上，由于制品表面的微觀凸凹、附著力和內(nèi)應(yīng)力的存在，必須用特殊的方法才能將其脫模。推出脫模機(jī)構(gòu)一般在動(dòng)摸上，通過注射機(jī)的開模動(dòng)作啟動(dòng)而將制品推出。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，必須根據(jù)制品的形狀、復(fù)雜程度和注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，采用不同類型的推出脫模機(jī)構(gòu)，其選用原則如下：使制品脫模后不致變形，推力分布均勻，推力面盡可能大，并靠近型芯；制品在推出時(shí)不能造成碎裂，推力應(yīng)設(shè)在制品能承受較大力的地方，如筋部、凸緣等處；盡量不刮傷制

32、品的外觀；推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、制造方便和配換容易。3.4.23.4.2 脫模力和強(qiáng)度計(jì)算脫模力和強(qiáng)度計(jì)算經(jīng)過注射機(jī)的高壓注射塑料在模具內(nèi)冷卻定型，此時(shí)塑料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開模后塑件脫出時(shí)所必須克服的，此外還有不通孔帶來的大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及機(jī)構(gòu)本身運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力。開始脫模時(shí)的瞬時(shí)阻力最大，稱為初始脫模力。脫模力的計(jì)算一般總是計(jì)算初始脫模力。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 11 -1）脫模力的計(jì)算 q= 3-6210(1)(1)r e s l fbmkf 式中 q-脫模力（n）t-塑件的平均厚度,t=0.5cme-塑件的彈性模量 e=2.

33、110(5n/cm2)s-塑件的平均收縮率,s=0.152minmaxss21 . 02 . 0l-包容凸模長度,l=8.4cmf-塑件與鋼的摩擦系數(shù),f=0.2m-塑件的泊松比,m=0.3r-圓柱形半徑,r=4.2cmk=7.93rttr 22222 . 45 . 05 . 05 . 02 . 42 . 42q=+b10=1107.90n)1)(1 (2fkmflser)2 . 01)(93. 93 . 01 (2 .40. 8015. 02100002 . 422)推桿強(qiáng)度的計(jì)算d= 3-7enl3226441式中 d-為圓柱形推桿直徑（cm） -為推桿長度系數(shù)，=0.7 l-為推桿長度（

34、cm） ，l=18 cm n-為推桿數(shù)目，n=6 e-為推桿材料的彈性模量，e=2.1105(n/cm2)q-脫模力（n） ，q=1107.90nd=0.4enll3644153101 . 2618718. 07 . 0643）推桿強(qiáng)度校核 =s 3-824dnq襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 12 -式中 -推桿的許用應(yīng)力（n/cm2）s-推桿鋼材屈服極限強(qiáng)度（n/cm2） ，s=4200n/cm2=1530 n/cm2s24dnq24 . 0490.11074經(jīng)過上面的計(jì)算驗(yàn)證，該推桿能夠滿足設(shè)計(jì)要求。3.4.33.4.3 頂桿的設(shè)計(jì)頂桿的設(shè)計(jì)由于推桿的自由度較大，而且推桿截面大

35、部分為圓形，制造，修配方便，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也方便更換，因此，推桿推出機(jī)構(gòu)是推出機(jī)構(gòu)中最簡單，動(dòng)作最可靠，最常見的結(jié)構(gòu)形式。常見的推桿的形狀有三種：1 直通式推桿，通常在直徑大于 3mm 時(shí)采用；2 階梯式推桿，由于工作不分比較細(xì)，直徑一般在 2.5mm 到 3mm 時(shí)使用；3 頂盤式推桿，它的推出面積比較大，適合于深筒形塑件的推出。因?yàn)槭址Q上蓋外殼壁薄，要避免頂桿推出時(shí)使塑件變形，所以需要使用多根頂桿并且要分布均勻，使受力平均。選取推桿為直通式推桿，個(gè)數(shù)為 16。其強(qiáng)度的計(jì)算和校核見 3.4.2 節(jié)。3.53.5

36、模架的設(shè)計(jì)模架的設(shè)計(jì)模架是注射模的骨架和基體。通過它將模具的各個(gè)部分有機(jī)地聯(lián)系稱為一個(gè)整體。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模支撐板、墊塊、動(dòng)模座板、推桿固定板、推板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。我國塑料注射模架的國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分為基本型組合和派生型組合，后者是在前者的基礎(chǔ)上派生而來的。全球較為出名的有三大模架標(biāo)準(zhǔn)，英制以美國的“dme”為代表，歐洲的以“hasco”為代表，亞洲的以日本的“futaba”為代表。本次設(shè)計(jì)的模架選用日本的“futaba”標(biāo)準(zhǔn)模架。基本型組合是以直接澆口為主，其代號(hào)分別是 a1,a2,a3,a4 四種。本手稱外殼上蓋結(jié)構(gòu)簡單，沒有抽芯機(jī)構(gòu)，屬于一般模具設(shè)

37、計(jì)，所以選用 a1 型模架。 3.63.6 注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核3.6.13.6.1 注射機(jī)的選擇注射機(jī)的選擇注射機(jī)是注射成型的設(shè)備，注射模是安裝在注射機(jī)上生產(chǎn)的。注射機(jī)選用得是否合理，直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因此，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)所選用活動(dòng)注射機(jī)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 13 -通過 pro/e 軟件對(duì)手稱外殼上蓋模型的分析可得，塑件體積 v1=5.73cm3，因?yàn)樾颓粸閮蓚€(gè)，所以需要的注射量的體積 v0=1.62v1=1.625.73=18.336cm3，擬選用 xs-z-125 型臥式注射機(jī)，其主要參

38、數(shù)參照表 2-1。表表 3-13-1 xs-zy-125xs-zy-125 型臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)額定注射量 cm3125模具最大厚度300柱塞直徑 42模具最小厚度200注射壓力 mpa120動(dòng)、定模固定板尺寸250280注射行程 115合 模 方 式液壓-機(jī)械注射時(shí)間 s0.7拉 桿 空 間260290注射方式螺桿式電 動(dòng) 機(jī) 功 率kw11鎖模力 kn900最大開合模行程300最大成形面積 cm2320液壓泵壓力 mpa6.5開合模行程180機(jī)器外形尺寸334075015503.6.23.6.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核注射量的校核注射生產(chǎn)中，注

39、射機(jī)每個(gè)成型周期向模內(nèi)注入的熔體或質(zhì)量稱為制品的注射量，其中包括模內(nèi)澆注系統(tǒng)和飛邊所用的熔體量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注射量一般不能超過注射機(jī)的最大注射量的 80%，按以下公式校核： 3-9maxikvvnvv澆其中 vmax注射機(jī)的最大注射量，單位為 cm3，vi一個(gè)制品的體積，單位為 cm3，n型腔數(shù)目k注射機(jī)的最大使用系數(shù)，取 k=0.8.v澆澆澆注系統(tǒng)飛邊體積，單位為 cm3 , v澆澆30mpa，故鎖模力滿足要求。 鎖模力的校核注射時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔內(nèi)仍然存在較大壓力。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注射機(jī)必須提供足夠的鎖模力。它同注射量一樣，也反映了注射機(jī)的加工能力，是

40、一個(gè)重要的參數(shù)。為使注射時(shí)不發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象，及滿足下式： 3-10nf1j（na+na）p其中 a1單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積，mm2。aj澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，。mm2。n型腔數(shù)目p塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的 80%.fn注射機(jī)的額定鎖模力由 pro/e 分析得 a13727.03 mm2，p=0.8119=95.2mpa。取分流道長度=20mm，則分流道截面最大面積 b=6mm，鎖模力 f=（na1+aj）p=（23727.03+206）95.2=721050.512nfn=900000n 本模具設(shè)計(jì)所選擇的注射機(jī)為 xs-zy-125。3.73

41、.7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.7.13.7.1 澆注系統(tǒng)的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式選擇澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道，澆口和冷料穴等四部分組成。澆口的類型有直澆口、側(cè)澆口、平縫式澆口、扇形澆口、點(diǎn)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、潛伏式澆口和護(hù)耳澆口等。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對(duì)塑件的性能、尺寸、內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量及模具的機(jī)構(gòu)、塑料的利用率等又較大的影響。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循以下基本原則： 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動(dòng)，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷；澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件

42、表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀；澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置；襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 15 -澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排除型腔中的氣體的位置；澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位；模具的型芯細(xì)小時(shí)，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形；澆口不要設(shè)置在塑料使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位。手稱外殼上蓋的模具設(shè)計(jì)是采用一模兩腔的布局，結(jié)合上面的設(shè)計(jì)原則，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口，澆口設(shè)置在分型面上。3.7.23.7.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸起到分流倒為止的塑料流動(dòng)通道，負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴

43、引入模具。 1）主流道。在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為了使凝料能從主流道中順利拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。錐角 月約為 20-40，內(nèi)壁表面粗糙度 ra小于 0.63-1025m。通常主流道進(jìn)口端尺寸直徑為 4-8cm。設(shè)計(jì)主流道截面直徑時(shí)，應(yīng)該注意噴嘴和主流道對(duì)中。為了補(bǔ)償對(duì)中誤差并解決凝料的脫模問題，主流道的進(jìn)口直徑比噴嘴直徑大 0.5-1mm。在保證制品成形的條件下，主流道的長度應(yīng)盡可能短，以減小壓力損失，取主流道的長度為 60mm。主流道進(jìn)口端與噴嘴頭部接觸的表面是弧面。其方法是在主流道襯套上連出一淺的球形定位槽，將噴嘴的球形頭壓在主流道襯套凹內(nèi)。如圖所示主流道形狀

44、和尺寸以及注射機(jī)噴嘴與主流道襯套球面接觸。 2）主流道襯套。由于注射成形時(shí)，注射機(jī)對(duì)模具施加的壓力很大，主要作用于主流道襯套上，且主流道與高溫塑料熔體和注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以一般不將主流道直接開在定模上，而是單獨(dú)將它開在一個(gè)主流道襯套中，通常在淬火后嵌入模具中，這樣在損壞時(shí)便于更換和修磨。 3）定位環(huán)。為了將主流道與噴嘴和料筒對(duì)中，除了將定位環(huán)與主流道襯套設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)外，單位定位環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖所示。定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板中心定位孔相配合的精度為 h11/h11，定位環(huán)與定位孔的配合長度取 15mm。 2 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與交口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過度

45、段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，在多型腔模具中起著將熔體向各個(gè)型腔分配的作用。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 16 - 手稱上蓋模具的分流道截面形狀采用半圓形截面。 3 澆口的設(shè)計(jì)與選擇 澆口是分流道與型腔之間長度非常短，截面又很狹窄的一段料流通道。 澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模過程中加以修正，澆口斷面積與分流道斷面積之比為 0.03-0.09，斷面積為圓形。1）澆口截面高度 h。通常澆口高度 h 可取制品厚度的 1/3-1/4。手稱上蓋模具澆口高 h 為 0.2mm。2）澆口截面寬度 b。在流速和壁厚均為正常的情況下，澆口截面寬度通常要比分流道窄一些，手稱上蓋

46、模具澆口截面寬度 b 為 6mm。3）澆口長度 l。澆口的長度應(yīng)盡量短，對(duì)減小塑料熔體流動(dòng)阻力和增大流速均有利，手稱上蓋模具的澆口長度 l 為 0.7mm。 澆口的位置對(duì)制品的質(zhì)量有直接影響，在確定澆口位置時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題： 1）澆口應(yīng)設(shè)在塑料制件斷面較厚的部位，使熔體由厚斷面流入薄斷面。 2）澆口的位置應(yīng)設(shè)在有利于排出型腔空氣的地方。 3）澆口位置應(yīng)選擇在能避免制品表面產(chǎn)生熔合紋的地方。 4）帶有細(xì)長型心的澆口，會(huì)使型心受到熔體的沖擊而產(chǎn)生變形，此時(shí)應(yīng)盡量避免塑料正面沖擊型心，來確定澆口的位置。 5）澆口的位置應(yīng)避免引起熔體斷裂的現(xiàn)象。 6）在確定一種制品的澆口數(shù)量和位置時(shí)，須校核流動(dòng)比

47、，以保證熔體能充滿型腔。 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般設(shè)在主流道末端，當(dāng)分流道較長時(shí)，其末端也可設(shè)冷料穴冷料穴的作用是收集每次注射成形時(shí)流動(dòng)熔體前端的冷料頭，避免這些冷料進(jìn)入型腔影響制品成形質(zhì)量，或防止這些冷料堵塞澆口造成制品缺料。如果需要防止型腔內(nèi)不同流向的熔體匯合時(shí)因冷料頭而影響熔接痕強(qiáng)度，也可將冷料穴就近開設(shè)在熔體匯合處的型腔外，并與型腔連通。3.83.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑料注射模溫度調(diào)節(jié)能力的好壞，直接影響到塑件的質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率的高低，塑件在型腔內(nèi)的冷卻力求做到均勻、快速，以減小塑件的內(nèi)應(yīng)力，使襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 17 -塑件的生

48、產(chǎn)做到優(yōu)質(zhì)高效率。3.8.13.8.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求質(zhì)量優(yōu)良的塑件應(yīng)滿足以下六方面的要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，沖擊強(qiáng)度高，耐應(yīng)力開裂性好和表面粗糙度低。模溫對(duì)以上各點(diǎn)的影響分述如下：（1）采用較低的模溫可以減小塑件的成型收縮率。（2）對(duì)于結(jié)晶型塑料，為好使塑件尺寸穩(wěn)定，應(yīng)該提高模溫，使結(jié)晶在模具內(nèi)盡可能的達(dá)到平衡，否則塑件在存放和使用過程中由于后結(jié)晶會(huì)造成尺寸和力學(xué)性能的變化，但模溫過高對(duì)制品性能也會(huì)產(chǎn)生不好的影響。（3）結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度還影響塑件在溶劑中的耐應(yīng)力開裂能力，結(jié)晶度越高該能力越低，故降低模溫是有利的。3.8.23.8.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量

49、的影響溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響不同的塑料品種，需要模腔維持在某一適當(dāng)?shù)臏囟?。模溫?duì)塑件質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在如下六個(gè)方面。（1）改善成形性 若模溫過低，會(huì)降低塑料熔體流動(dòng)性，使塑件輪廓不清，甚至充模不滿；模溫過高，會(huì)使塑件脫模時(shí)和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。（2）成形收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成形收縮的波動(dòng)，提高塑件的合格率。（3）塑件變形 模具型芯和型腔溫差過大會(huì)造成塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形。需采用合適的冷卻回路，確保模溫均勻，削除塑件翹曲變形。（4）尺寸穩(wěn)定性 對(duì)于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過程的進(jìn)行，避免在存放和使用過程中尺寸發(fā)生變化

50、；對(duì)于柔性塑料采用低模溫有利于塑件尺寸穩(wěn)定。（5）力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪?，可使塑件力學(xué)性能大為改善。（6）外觀質(zhì)量 適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑件外觀質(zhì)量。過低的模溫會(huì)使輪闊不清，產(chǎn)生明顯的銀絲、云紋等缺陷，表面無光澤或粗糙度增加等。3.8.33.8.3 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1）冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能大。2）冷卻水孔至型腔表面為等距離，一般水孔邊離型腔的距離大于 10mm，常用襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 18 -1215mm。3）澆口處加強(qiáng)冷卻。4）降低入水與出水的溫度差。5）冷卻水孔的排列方式，對(duì)于收縮率大的非金屬材料，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻水

51、道；對(duì)于薄壁或扁平塑件，水道應(yīng)在制品的上下兩側(cè)，等距離，等數(shù)量開放，一定要使塑件冷卻均勻；對(duì)于中等深度的殼形塑件，在型腔上開設(shè)水道，在型芯上開設(shè)冷卻水槽。6）深型腔塑件的冷卻，對(duì)于深型腔塑件，其型腔的冷卻可采用在型腔板上開設(shè)水道的方法，定模采用自澆口附近入水，在周圍回轉(zhuǎn)，由外側(cè)的鉆孔把水導(dǎo)出的方式。7）狹小、超薄制品的冷卻，在型芯中打一不通孔，在不通孔中插入一中心帶孔的冷卻型芯，有些型芯細(xì)小到不能開設(shè)不通孔，這時(shí)應(yīng)采用導(dǎo)熱性好的材料做型芯。8）水道的開設(shè)應(yīng)便于加工和清理，冷卻水通道要易于機(jī)械加工，便于清理。一般孔徑設(shè)計(jì)為 812mm。3.8.43.8.4 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算冷卻系統(tǒng)的計(jì)算(1)冷卻

52、面積的計(jì)算 為了設(shè)計(jì)冷卻回路，求得恰當(dāng)?shù)睦鋮s管道的直徑與長度，滿足冷卻要求，必須計(jì)算出一個(gè)較為精準(zhǔn)的冷卻面積，如果將模具的對(duì)流散熱，輻射熱，注射機(jī)接觸時(shí)散失的熱量，以及模具板之間的傳導(dǎo)熱都忽略不計(jì)，假設(shè)塑件釋放出的熱量全部傳給模具并由冷卻水帶走，則模具冷卻進(jìn)所需冷卻水的體積流量可按下式計(jì)算： 3-11 1260()igvctt式中 v冷卻水的體積流量（） ；3/minm g單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量（kg/h） ； c冷卻水的比熱容（j/kgk） ； 冷卻水的出口溫度（） ；1t 冷卻水的進(jìn)口溫度（） ；2t冷卻水的密度（kg/） ；3m襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 19 -塑料

53、成型時(shí)在模內(nèi)釋放的熱量（j/kg） 。i塑料傳給模具的總熱量： 3-12iqng式中 n每小時(shí)的注射次數(shù)（次/h） ；g每次的注射量（kg/次） ；塑料的熱含量之差（j/kg） 。i水管的導(dǎo)熱面積： 3-13 2()qama t式中 模具和冷卻介質(zhì)平均溫差（） ；t a冷卻介質(zhì)對(duì)管壁的傳熱系數(shù)。(2)冷卻時(shí)間的計(jì)算 塑料在模具中冷卻時(shí)間，是指從塑料熔體注入型腔起直到塑件脫離模具被取出的這一段時(shí)間。塑件在這段時(shí)間內(nèi)已充分固化，并且已達(dá)到要求的剛度和強(qiáng)度。塑件截面內(nèi)平均溫度達(dá)到規(guī)定的熱變形溫度以下，所需冷卻時(shí)間的簡化計(jì)算公式為： 3-1422228()ln()mwswtttktt式中 塑件脫模時(shí)截

54、面內(nèi)平均溫度（） ；st塑件所需冷卻時(shí)間（s） ；2t塑件厚度（mm） ；k塑件的熱擴(kuò)散率（） ；2/ms塑料熔體溫度（） ；mt模具溫度（） 。wt由于此部分涉及到注塑工藝，很多相關(guān)數(shù)據(jù)難以得到，有一些數(shù)據(jù)要通過試驗(yàn)得到，并且還要取決于生產(chǎn)壞境，所以在這部分計(jì)算時(shí)有很大困難。這里只寫出了計(jì)算方法，具體計(jì)算將無法詳細(xì)說明。3.93.9 模具排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑件模具的注射過程是熔融塑料將型腔中的空氣置換出來的過程，當(dāng)塑料將型襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 20 -腔填充時(shí)，必須順利地排放出型腔及澆注系統(tǒng)中的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的熱空氣，如果氣體不能被順利排出，塑件會(huì)由于

55、填充不足而產(chǎn)生接縫或表面輪廓不完整等缺陷。模具的分型面、推捍與模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間都有一定的配合間隙，小型模具可以利用配合間隙或者分型面排氣，但是對(duì)于大型模具需要在分型面上開設(shè)排氣槽，本次設(shè)計(jì)的模具屬于大型模具，需要開設(shè)排氣槽。排氣槽一般開設(shè)在分型面上凹模一邊，位置位于塑料流動(dòng)的末端，排氣槽的尺寸以氣體能順利排出而物料不溢出為原則；排氣槽寬度 b=35mm,長度 l=0.71.0mm,可加深到 0.81.5mm，深度小于 0.05mm。本模具的排氣系統(tǒng)要在模具制造過程中由鉗工來完成，通過試模的方式，排氣槽先淺后深，直到達(dá)到最佳。3.103.10 本章小結(jié)本章小結(jié)本章是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先

56、是分型面和型腔數(shù)量的選擇，然后是成形零件的選擇，包括型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算；推出機(jī)構(gòu)的選擇和計(jì)算；頂桿的設(shè)計(jì)；模架和其零件的選擇；注射機(jī)的選擇和校核；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 21 -4 4 基于基于 pro/epro/e 軟件的模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)pro/e 是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、最流行的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件之一。pro/e 具有強(qiáng)大的建模工具、分析模塊和其他相應(yīng)的多種應(yīng)用模塊。emx 是 pro/e 系列軟件中一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用模塊，也是運(yùn)用于注塑模具自動(dòng)設(shè)計(jì)的專業(yè)應(yīng)用模塊。它運(yùn)用知識(shí)嵌入的基本理念，按照注塑模具設(shè)計(jì)過程的一般順序來

57、實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。在此過程中，它只需根據(jù)一個(gè)產(chǎn)品的三維實(shí)體造型，建立一套與產(chǎn)品造型參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體模具即可。4.14.1 手稱上蓋零件的設(shè)計(jì)手稱上蓋零件的設(shè)計(jì)在整個(gè)模具設(shè)計(jì)之前，先用 pro/e 軟件設(shè)計(jì)繪制出手稱上蓋的零件圖（因?yàn)榱慵脑O(shè)計(jì)不是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，所以其詳細(xì)的步驟省略，只給出零件圖） ，如圖 4： 圖圖 4 4 零件圖零件圖4.24.2 手稱上蓋模仁的設(shè)計(jì)手稱上蓋模仁的設(shè)計(jì)4.4.2.12.1 零件的定位零件的定位 打開 pro/e3.0，新建模具設(shè)計(jì)的模板，類型選取制造，子類型選擇模具型腔，不使用缺省模板，名字改為 slqmoren。如圖 5：圖圖 5 5 新建模板新建

58、模板 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 22 -在菜單管理器里選取模具模型下面的定位參照零件，然后打開 slqlingjian.prt的文件。在布局的對(duì)話框里，輸入?yún)?shù)，將零件布局如圖 6 放置： 圖圖 6 6 零件的定位零件的定位4.2.24.2.2 收縮率的設(shè)置收縮率的設(shè)置單擊菜單管理器里的收縮選項(xiàng)，選取按尺寸，彈出按尺寸收縮的對(duì)話框，選公式 1/(1+s)，收縮率設(shè)置為 0.005，如圖 7：圖圖 7 收縮率的設(shè)置收縮率的設(shè)置4.2.4.2.3 3 增加毛坯工件增加毛坯工件選取模具模型下的創(chuàng)建菜單，工件實(shí)體加材料，然后開始毛坯工件的草繪，如圖 8，拉伸出來的體積塊尺寸為 2001

59、5036，如圖 9：襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 23 - 圖圖 8 8 毛坯草繪毛坯草繪 圖圖 9 9 毛坯工件的建立毛坯工件的建立4.2.44.2.4 分型面的創(chuàng)建分型面的創(chuàng)建分型面的創(chuàng)建在整個(gè) pro/e 的設(shè)計(jì)過程中是個(gè)重點(diǎn)，它直接影響到后面的分離體積塊的是否正確，又因?yàn)榱慵谋砻媲孑^多，它也是個(gè)難點(diǎn)。先隱藏先前創(chuàng)建的體積塊，然后依次選取零件的上表面，撥盤和指示表的兩個(gè)通孔要填充成曲面，如圖 10，將上表面的各個(gè)小曲面和填充的曲面復(fù)制粘貼為一個(gè)曲面 a。如圖 11： 圖圖 1010 填充孔填充孔 圖圖 1111 曲面曲面 a a以零件的后端面為基準(zhǔn)面，繪制 200150

60、的長方形，與先前建立的體積塊的長邊和寬邊重合，然后填充成曲面 b。將曲面 a 和 b 合并為一個(gè)曲面，作為主分型面，如圖 12：襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙裝訂線- 24 - 圖圖 1212 主分型面主分型面 圖圖 1313 次分型面次分型面在分模的設(shè)計(jì)中，除了要設(shè)計(jì)主分型面外，結(jié)合手稱上蓋有六個(gè)螺紋孔的特點(diǎn)，還要?jiǎng)?chuàng)建螺紋孔的次分型面，如圖 13（紅色部分）：4.2.54.2.5 分割體積塊分割體積塊單擊分割體積塊的按鈕，分別選取兩個(gè)體積塊和所有工件，單擊完成。選取主分型面和次分型面，創(chuàng)建出三個(gè)體積塊，分別是型芯，型腔和螺紋孔，然后點(diǎn)確定退出。單擊模具元件下面的抽取，在彈出的對(duì)話框中，選取